пакрек. Использование солнечной энергии
 Скачать 1.19 Mb.
|
|
Министерство образования и науки Пермского края Государственное бюджетное профессиональное образовательное учреждение «Пермский колледж транспорта и сервиса» Индивидуальный проект По дисциплине оипд Тема: Использование солнечной энергии Выполнил студент: Игошев Даниил Денисович Группа ТД 21-4 Дата сдачи Руководитель: Мальцева Наталья Николаевна Подпись Пермь 2022 ВВЕДЕНИЕ Актуальность работы: Качество нашей жизни зависит от энергопотребления, поэтому каждый из нас энергозависим. Это связано с тем, что за пределами больших городов энергоснабжение является нестабильным. Существуют природные факторы. Примером могут послужить сильные ветра, ледяной дождь, которые приводят к обрыву электропроводов. 2)Поскольку нефть считается черным золотом, мы невольно задумываемся о людях будущего. Поскольку возможности природы не безграничны, следует работать в этом направлении и использовать возможности других природных видов энергии и в частности солнечной энергии. Солнечная энергия представляет собой сферу значимых инвестиций в условиях снижения запасов нефти и газа. Цель проекта: Изучить способы использования солнечной энергии и определить насколько данная энергия эффективна, экологически безопасна и не дорога. Задачи: · Изучить научную литературу по теме использования солнечной энергией · Познакомиться с историей использования солнечной энергии. · Выяснить, как и где можно использовать солнечную энергию. · Узнать что такое фотоэлемент, солнечные батареи и как их использовать. · Выяснить, как развивается солнечная энергетика в нашей стране. · Определить плюсы и минусы данной энергии. Проблема: Существует много направлений альтернативной энергии, но в настоящее время существует проблема в области использования гелиоэнергетики, так как получение этой энергии будет возможно еще более 4-х миллиардов лет, стоит задуматься об её использовании в различных сферах деятельности человека. Объект: Солнце Предмет: Солнечная энергия Содержание: Стр. Что такое солнечная энергия и откуда она взялась……...............................3 История применения солнечной энергии………………………………….4-5 Солнечная энергия как альтернативный источник энергии………….…...5-6 Использование солнечной энергии…………………………………………6-7 Как развивается солнечная энергетика в нашей стране……………………..7 Неудобства и дороговизна……………………………………………………..8 ЗАКЛЮЧЕНИЕ……………………………………………………...……..8-9 Что такое солнечная энергия и откуда она взялась  Солнечная энергия поступает от Солнца. Миллиарды лет назад, когда образовалось Солнце, на нем содержалось большое количество газообразного водорода. Со временем водород преобразовался в гелий в процессе, известном как ядерный синтез, при котором, в результате слияния атомов водорода, формируется гелий, и выделяется энергия. В результате развития возможностей человека, мы научились преобразовывать солнечную энергию в электричество, про что я вам дальше расскажу. История применения солнечной энергии  На фото показана изобретение Мушо - это крупные солнечные концентраторы которые предназначены для дистилляции воды Раскопки древнего греческого города Олинфа показали, что весь город и его дома были спроектированы по единому плану и располагались так, чтобы зимой можно было поймать как можно больше солнечных лучей, а летом, наоборот, избегать их. Жилые комнаты обязательно располагались окнами к солнцу, а сами дома имели два этажа: один - для лета, другой - для зимы. В Олинфе, как и позже в Древнем Риме, запрещалось ставить дома так, чтобы они заслоняли от солнца дома соседей. Кажущаяся простота получения тепла при концентрации солнечных лучей не однажды порождала неоправданный оптимизм. Немногим более ста лет назад, в 1882 году, русский журнал «Техник» опубликовал заметку об использовании солнечной энергии в паровом двигателе: «Инсолатором назван паровой двигатель, котел которого нагревается при помощи солнечных лучей, собираемых для этой цели особо устроенным отражательным зеркалом. Английский ученый Джон Тиндаль применил подобные конические зеркала очень большого диаметра при исследовании теплоты лунных лучей. Французский профессор А.-Б. Мушо воспользовался идеей Тиндаля, применив ее к солнечным лучам, и получил жар, достаточный для образования пара. Изобретение, усовершенствованное инженером Пифом, было доведено им до такого совершенства, что вопрос о пользовании солнечной теплотой может считаться окончательно решенным в положительном смысле». Оптимизм инженеров, построивших «инсолатор», оказался неоправданным. Слишком много препятствий предстояло еще преодолеть ученым, чтобы энергетическое использование солнечного тепла стало реальным. Лишь сейчас, через сто с лишним лет, начала формироваться новая научная дисциплина, занимающаяся проблемами энергетического использования солнечной энергии, — гелиоэнергетика. И лишь сейчас можно говорить о первых реальных успехах в этой области. Солнечная энергия как альтернативный источник энергии  Способы преобразования энергии солнца для получения различных видов энергии, используемой человеком, можно разделить по видам получаемой энергии и способам ее получения. Во первых, преобразование в электрическую энергию. Путем применения фотоэлектрических элементов Фотоэлектрические элементы используются для изготовления солнечных панелей, которые служат приемниками солнечной энергии в системах солнечных электрических станций. Принцип работы основан на получении разности потенциалов внутри фотоэлемента при попадании на него солнечного света. Панели различаются по структуре (поликристаллические, монокристаллические, с напылением кремния), габаритным размерам и мощности. Путем применения термоэлектрических генераторов. Термоэлектрический генератор – это техническое устройство, позволяющее получать электрическую энергию из тепловой энергии. Принцип действия основан на преобразовании энергии получаемой из-за разности температур на разных частях элементов конструкции (термоэлектродвижущая сила). Во вторых, Преобразование в тепловую энергию. Путем использования коллекторов различных типов и конструкций. Вакуумные коллекторы — трубчатого вида и в виде плоских коллекторов. Принцип действия — под воздействием солнечных лучей, нагревается специальная жидкость, которая при достижении определённых параметров, начинает испаряться, после чего пар передает свою энергию теплоносителю. Отдав тепловую энергию пар конденсируется и процесс повторяется. Плоские коллекторы – представляют из себя каркас с теплоизоляцией и абсорбер покрытые стеклом, с патрубками для входа и выхода теплоносителя. Принцип действия — потоки солнечного света попадают на абсорбер и нагревают его, тепло с абсорбера переходит теплоносителю. Использование солнечной энергии  Солнечные батареи пользуются все большей популярностью не только в военном деле, на производстве или при проектировании транспортных средств. Их преимущества давно оценили те, кто заинтересован в экономии электроэнергии и стремится к созданию комфортных условий для жизни в собственном доме. 1. Солнечные батареи давно и с успехом применяются в космонавтике. Они становятся незаменимыми автономными источниками энергии, способными питать бортовые системы космических аппаратов. Чтобы аппаратура пилотируемых кораблей и спутников могла работать без перебоев, в том числе и на теневых участках орбиты, космические корабли оснащают аккумуляторами, которые подзаряжаются от солнечных батарей. 2. Вторая перспективная область применения солнечных батарей – авиационная техника. При полетах в светлое время суток солнечные панели аккумулируют энергию, после чего постепенно отдают ее бортовым системам самолета. Авиационные комплексы, которые проектируются для научных целей, в будущем, возможно, будут летать только с использованием энергии, полученной с помощью солнечных батарей. 3. Известны случаи использования энергии Солнца для поддержания работы уличного освещения. Солнечными батареями оснащают также автономные технические объекты, расположенные вдали от стационарных линий электропередач, например, маяки, датчики для съема метеорологической информации, надводные буи и разного рода информационные указатели. Как развивается солнечная энергетика в нашей стране Единая энергосистема России к концу третьего квартала 2020 года насчитывает 320 мегаватт мощности, получаемой от построенных в этот период гелиостанций. До 2022 года планируется выделить еще 8,5 млрд рублей именно на развитие этой отрасли электроэнергетики. Строительство электростанций продолжается и сегодня: В Республике Башкортостан: «Отрада», Башкирская СЭС-5. В Челябинской области: Песчаная и Бородиновская СЭС. В Бурятии: Гусиноозерская СЭС, «Тарбагатай», Кабанская и Мухоршибирская СЭС. В Саратовской области – Саратовская СЭС-4. В 2021 году были построены гелиостанции на Алтае. Это Алтайские СЭС-3 и СЭС-8 мощностью по 10 мегаватт. К этому же временибыли построены также: гелиостанции в Оренбурге – Оренбургские СЭС (3, 4, 5, 6, 7, 8) мощностью 70 МВт; в Омске – Омская СЭС 1 и 2 очереди мощностью 30 МВт; в Ставропольском крае – Старомарьевская СЭС (3 и 4 очереди), выдающая 25 МВт; в Калмыкии – Калмыкская СЭС на 25 МВт. Неудобства и дороговизна Использование солнечной энергии на Земле затруднительно на данный момент из-за ее дороговизны. Фотоэлементы, необходимые для осуществления основных процессов, имеют достаточно высокую стоимость. Конечно, положительные стороны использования такого рода ресурса делают его окупаемым, однако с экономической точки зрения на данный момент не приходится говорить о полной окупаемости денежных затрат. Тем не менее, как показывает тенденция, цена на фотоэлементы постепенно падает, так что со временем данная проблема может быть полностью решена. Использование Солнца как источника энергии представляет затруднение еще и потому, что данный способ обработки ресурсов довольно трудоемок и неудобен. Потребление и переработка радиации напрямую зависят от чистоты пластин, которую обеспечить довольно проблематично. Кроме того, крайне негативно на процессе сказывается и нагревание элементов, которое можно предотвратить только использованием мощнейших систем охлаждения, что требует дополнительных материальных затрат, причем немалых. Кроме того, пластины, используемые в гелиоколлекторах, после 30 лет активной работы постепенно приходят в негодность, а о стоимости фотоэлементов говорилось ранее. Но помимо этих минусов можно отметить несколько плюсов: -солнечные батареи достаточно надежны, и ремонтнопригодны -большой срок службы -не загрязняют окружающую среду -бесшумные в работе -отсутствие подвижных частей, нет износостойких деталей -и самое главное, бесплатная электроэнергия ЗАКЛЮЧЕНИЕ В настоящее время используется лишь ничтожная часть солнечной энергии из-за того, что существующие солнечные батареи имеют сравнительно низкий коэффициент полезного действия и очень дороги в производстве. Однако не следует сразу отказываться от практически неистощимого источника чистой энергии: по утверждениям специалистов, гелиоэнергетика могла бы одна покрыть все мыслимые потребности человечества в энергии на тысячи лет вперед. Возможно, также повысить КПД гелиоустановок в несколько раз, а разместив их на крышах домов и рядом с ними, мы обеспечим обогрев жилья, подогрев воды и работу бытовых электроприборов даже в умеренных широтах, не говоря уже о тропиках. Для нужд промышленности, требующих больших затрат энергии, можно использовать километровые пустыри и пустыни, сплошь уставленные мощными гелиоустановками. Но перед гелиоэнергетикой встает множество трудностей с сооружением, размещением и эксплуатацией гелиоэнергоустановок на тысячах квадратных километров земной поверхности. Поэтому общий удельный вес гелиоэнергетики был и останется довольно скромным, по крайней мере, в обозримом будущем. |